허블은 놓친 그 모습..제임스웹이 잡은 선명한 '수레바퀴 은하'

제임스웹 망원경이 포착한 수레바퀴 은하 이미지(왼쪽). 오른쪽은 허블 우주망원경이 2018년에 포착한 수레바퀴 은하 이미지. 사진 NASA·ESA·CSA·STScI / ESA·Hubble&NASA

본격적인 과학 관측을 시작한 제임스웹 우주망원경(JWST)이 이번에는 바퀴처럼 생긴 ‘수레바퀴 은하’(Cartwheel Galaxy)의 모습을 사진으로 공개했다.

2일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 수레바퀴 은하는 지구에서 5억 광년 밖 남반구 별자리인 조각가 자리에 위치해 있다. 이 은하는 거대한 나선은하가 다른 은하와 고속으로 충돌한 뒤 구조와 형태가 바뀌며 형성된 것으로, 중앙과 외곽으로 두 개의 고리가 있어 고리 은하로도 불리고 있다. 지름은 15만 광년으로 우리 은하보다 50% 더 크다.

허블 우주망원경을 비롯한 다른 대형 망원경도 수레바퀴 은하를 관측했으나 두꺼운 먼지에 가려 내부 구조는 밝혀내지 못했다.

NASA가 공개한 이미지는 수레바퀴 은하와 인근의 작은 동반 은하를 담고 있다. 연못에 돌이 떨어지면 그로부터 원형으로 물결이 퍼져나가는 것처럼 두 개의 고리가 바깥으로 뻗어나가는 중이다.

제임스웹 망원경이 포착한 수레바퀴 은하 이미지. 사진 NASA, ESA, CSA, STScI

우리 은하와 같은 나선 은하는 흔하게 관측되지만 이런 고리 은하는 훨씬 드물다고 한다.

수레바퀴 은하 중심부의 밝은 고리에는 엄청난 양의 뜨거운 가스와 함께 거대한 젊은 별이 성단을 이루고 있고, 외곽 고리는 약 4억4000만 년에 걸쳐 확장하며 주변의 가스를 자극해 새로운 별을 형성하는 것으로 나타났다.

제임스웹 망원경의 근적외선카메라(NIRCam) 이미지는 가시광 관측 때보다 외곽 고리 등에서 더 많은 별을 드러냈으며, 중적외선장비(MIRI)는 은하의 뼈대 격인 나선형 바큇살을 형성하는 지역을 자세히 잡아냈다.

NASA는 이번 제임스웹 망원경 이미지를 통해 수레바퀴 은하의 형태가 계속 바뀌는 과도기적 단계에 있다는 점이 다시 확인됐다고 밝혔다.

허블 우주망원경이 2018년에 포착한 수레바퀴 은하 이미지. 사진 ESA/Hubble & NASA

수레바퀴 은하도 우리 은하처럼 과거에는 정상적인 나선 은하였던 것으로 추정되지만 다른 은하와 충돌하면서 구조와 형태가 바뀌게 됐으며, 앞으로도 계속 바뀔 것이라고 설명했다.

NASA는 제임스웹 망원경 이미지가 수레바퀴 은하의 현재 상태만 보여주지만 과거에 발생한 일과 미래에 겪게 될 일에 대한 통찰력을 제공해 준다고 덧붙였다.

제임스웹 망원경은 허블 우주망원경의 대를 이을 차세대 적외선 우주망원경으로, 지난해 12월 25일 크리스마스에 남미 프랑스령 기아나의 쿠루 우주기지에서 아리안-5 로켓에 실려 발사됐다. 지금은 최종 목적지인 지구에서 150만㎞ 떨어진 ‘제2라그랑주점’에 자리를 잡았다.

제임스웹 망원경은 6개월여의 준비 끝에 지난달 12일 별의 생성과 소멸, 은하의 진화 등을 보여주는 ‘첫빛’(first light) 이미지를 내놓고 본격적인 과학 관측 임무를 수행 중이다.

한영혜 기자 han.younghye@joongang.co.kr